离心式制冷机工作原理.ppt

离心式制冷机介绍 甘元勇 离心式制冷压缩机是一种回转式速度型压缩机 最适宜于压缩大容量的气体或蒸汽 在七十多年的发展历程里 离心式制冷压缩机历经本世纪三十年代氟利昂制冷剂的诞生 冶金工业的的发展所带来的高强度叶轮材料 日益迫切的环境问题引入的R134a和R123环保工质的应用等阶段 正广泛应用于宾馆 医院 剧场 机关 船舰等民用场合 工业上则满足纺织 精密机械加工 感光胶片 电视显象管及液晶板生产车间等工艺空调制冷需要 离心机的历史 1934年瑞典利斯霍尔姆教授发明了第一台双螺杆式气体压缩机1922年 世界上第一台离心机组由开利博士设计 采用四氯化碳作为制冷剂 1934年 开利制造出以R11为制冷剂的离心式冷水机组 奠定了现代离心式制冷机的基础 1958年 中国第一台离心机组试制成功 采用R11冷媒 1987年 开利与上海一冷设立合资公司 1996年 特灵在江阴设立合资公司 2000年买断中方股份 成为独资公司1996年 麦克维尔和武汉冷冻机厂成立合资公司1998年 约克与无锡锅炉厂合资在无锡设立公司 离心式制冷原理简介 离心式冷水机组是利用电作为动力源 氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷 蒸发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机压缩成高温高压气体 经水冷冷凝器冷凝后变成液体 氟利昂液体经膨胀阀节流进入蒸发器再循环 从而制取7 12 冷冻水供用户使用 离心式制冷原理流程图 离心式压缩机的压缩原理 通过吸气室将要压缩的气体引入到叶轮 叶轮吸入的气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高速旋转 气体由于受离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动而提高其压力和速度后引出叶轮周边 导入扩压器 气体从叶轮流出后 具有较高的流速 为充分转化这部分速度能 在叶轮后面设置了流通截面逐渐扩大 把速度能转化为压力能 以提高气体的压力 扩压后的气体在蜗壳里汇集起来后被引出机外 以上这一过程就是离心机的压缩原理 压缩机的分类 按压缩机的型式分 开启式 该形式是将压缩机 增速器和电机各自独立分开布置 或压缩机与增速器一起 而电机单独布置 它们之间通过联轴节来连接 这种型式由于轴的外伸而存在泄露问题 半封闭式 该形式是将压缩机 增速器和电机封闭在同一个壳体内 但各部分之间用螺钉连接 可以拆卸 这种形式对电机要求能耐氟 按压缩机的级别分 单级压缩 只有一级叶轮的压缩方式 双级压缩 有两级叶轮的压缩方式 多级压缩 指三级及三级以上的压缩方式 压缩机的作用 从蒸发器中吸取制冷剂蒸汽 以保证蒸发器内一定的蒸发压力 提高压力 将低温低压的制冷蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽以创造在较高温度下冷凝的条件 输送并推动制冷剂在系统中流动 完成制冷循环 离心机主要结构 用于中央空调的离心式冷水机组 主要由以下几个部分组成 1 压缩机2 主电动机3 蒸发器 满液式卧式壳管式 4 冷凝器 水冷式满液式卧式壳管式 5 节流装置6 压缩机入口能量调节机构7 抽气回收装置8 润滑油系统9 安全保护装置10 油回收装置及微电脑控制系统 节流装置 离心式压缩机 微电脑控制系统 满液式蒸发器 满液式冷凝器 特点 叶片高速旋转 速度变化产生压力 为速度式压缩机 运动部件少 故障率低 可靠性高 性能系数值高 一般在5 0以上 30 负荷运行可实现无极调节 节能效果更加明显 离心式冷水机组冷量衰减主要由水质引起 机组的冷凝器和蒸发器皆为换热器 如传热管壁结垢 则机组制冷量下降 但是冷凝器和蒸发器在厂家设计过程中 已考虑方便清洗 其冷量随着使用时间的长久 冷量衰减很少 几乎没有 电制冷已经有一百多年的历史 技术和制造工艺成熟 使用和维修方便 已经成为许多用户深受欢迎的产品 离心压缩机平均寿命75000小时 机组氟利昂和油已加好 用户现场接上水电即可使用 机组无需大修 只需水系统的清洗 维修费用低 主机内部结构 图一 叶轮 叶轮的作用 随主轴高速旋转 受旋转离心力和叶片的作用 气体在流经叶轮流道的速个过程中压力和速度不断得到了提高 叶轮是使气体提高能量的唯一元件 是压缩机最主要的部件 叶轮的种类 1 开式2 半封闭式3 全封闭式 叶轮 导叶 导叶的作用 当进口可转导叶的叶片安装角度变化时 就改变气流进入导叶的方向 使气流进入叶轮时产生圆周方向的旋绕 旋绕使压缩机改变运行工况达到转速不变的状况下调节制冷量的目的 导叶机构 钢丝带动叶片旋转 连杆带动叶片旋转 进口导叶全开状态 进口导叶全闭状态 油路系统 润滑油系统由油泵 油冷却器 油过滤器及调节阀门等组成 向压缩机 齿轮轴 主电动机轴的轴承和齿轮的啮合面供油润滑 冷却 由于离心式冷水机组的结构日趋紧凑 其油泵一般为内置式 浸没于油箱中 油泵电机由于要与溶解有制冷剂的润滑油直接接触 其绕组的绝缘材料也应与制冷剂相容 油冷却器一般为板式换热器 利用制冷剂液体在板式换热器中蒸发的汽化潜热冷却润滑油 因此尺寸小 也内置于压缩机机壳内 便于蒸发后的制冷剂蒸气返回压缩机 油过滤器的过滤精度要求很高 一般为10 15 m 其安装位置应尽量靠近供油口 为及时发现过滤器被杂质堵塞 机组运行中应监视过滤镜前后的压力差 油泵 油泵的作用 将冷却过滤后的冷冻机油泵给电机的轴承 变速箱的齿轮及轴承润滑转动部件 离心式油泵 齿轮油泵 蒸发器 A 干式蒸发器B 满式蒸发器 A 干式蒸发器 来自膨胀阀出口处的制冷剂经冷媒盖入口进入换热管内 吸热汽化 并在到达出口时完全汽化 壳侧 即换热管外侧 流动冷水放出热量 从而获得我们所需要的冷量 为了使冷水保持一定的流速 在壳侧 即换热管外侧 装多块折流板并达到充分换热的目的 干式蒸发器工作原理 工作原理 来自膨胀阀出口处的制冷剂经蒸发器底部入口进入换热器壳程内 吸热汽化 带走管程内流动的冷水放出的热量 从而获得我们所需要的冷量 气态制冷剂到压线机 B 满液式蒸发器 满液式蒸发器中储存了大量的液态制冷剂并保持一定高度的自由面 一般是从底部流进 沸腾的气体从上部排除 为了液体不被带入压缩机 蒸发器上部要设计一块挡液板 影响蒸发器传热系数的因素 制冷剂与被冷却介质的传热温度 向蒸发器供热的方式 被冷却介质的导热率 流过换热器表面流体速度和管内介质的流速 传热表面两侧的相对清洁度 冷凝器 作用 将压缩机出口高温高压的气态制冷剂冷却 变成低温的液态制冷剂 冷凝器的分类 1 根据冷却剂的不同可分为 水冷 空气冷 水和空气冷 制冷剂蒸发及其他介质冷却的冷凝器 2 按结构形式可分为 壳管式 板式 翅片式 螺旋管式 节流装置 将冷凝器底部积存的高压 常温制冷剂液体节流降压为低压 低温的制冷剂液体进入蒸发器内蒸发制冷 以前都是用浮球阀来完成 现在普遍改用一个或多个固定孔口的节流孔板来控制流人蒸发器的制冷剂流量 由于无运动部件 使系统运行更加可靠 热力膨胀阀 构造 感温包 毛细管 膜片 阀座阀针 传动杆及调节结构 作用 1 节流降压2 控制制冷剂流量3 控制过热度分类 内平衡式 外平衡式运用于风冷冷水 热泵 水冷冷水 水源热泵 热回收机组及涡卷机 精确的电子膨胀阀 离心机的控制系统 离心式冷水机组的控制系统已相当完善 大都采用微型计算机 配以可靠的参数传感器 变送器 对机组运行进行控制 调节 保护 对单台机组 可随时显示运行中的冷水进出口温度 冷却水进出口温度 蒸发压力 冷凝压力 供油温度 供油压力 压缩机排气温度 导叶开度百分比 主电动机电流 累计运行时间 启动次数等参数 对运行中发生故障可预先发出警告 指出故障名称 并有故障诊断系统 提示产生故障的几种可能原因 每台机组的基本安全保护功能有 冷凝压力过高 供油压力过低 供油温度过高 蒸发压力过低 冷水出水温度过低 冷水断水 主电动机电流过大 主电动机绕组温度过高 主电动机再次启动延时保护等 运行中可